再生信号处理电路、再生信号处理方法以及光盘驱动器的制作方法

专利名称：再生信号处理电路、再生信号处理方法以及光盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘驱动器或磁盘驱动器等读取通道。
背景技术：
基于DVD或Blu - ray Disc (以下称为BD )等标准的光盘装置以及盘的 一个显著特征是记录介质可以更换，可在相互不同的机种间交换盘进行记录以 及再生。但现实中有时会出现在已记录的盘表面上有划痕或污垢，导致再生极 为困难的状况。此外，本发明的适用范围不限定于BD， ^f旦在以下说明中以BD 作为前提，另外，术语也以在BD中使用的术语为基础。
在图2中表示非常基本的读取通道的结构例子。此外，在本说明书中包括 模拟均衡器(equalizer)及PLL (phase locked loop )等，把到由模拟再生信号 译码为位串为止的再生信号处理系统称为读取通道。另外，在本说明书中以对 模拟再生信号进行AD (analog to digital)转换之后进行信号处理的维特比 (Viterbi)译码系统作为前提。由此，在本说明书中，主要将AD转换后的数 字信号称为再生信号。如果是本领域技术人员，则不会混淆AD转换前的模拟 信号和数字信号，因此为了简洁在上下文清楚的情况下都只称为再生信号。
模拟再生信号在用模拟均衡器1均衡后用AD转换器2向数字信号进行转 换。此时的采样定时由通道时钟决定。之后，用相位比较器6进行与通道时钟 的相位比较。相位误差信号用环路滤波器9进行平滑，并由DA转换器11转 换为模拟信号，然后作为VCO ( voltage controlled oscillator) 10的控制电压信 号输入。VCO通过该输入电压信号所指示的频率进行振荡，并将其作为通道 时钟使用。即，成为以AD转换器为开始的、相位比较器、环路滤波器、DA 转换器、维特比译码器7各要素的驱动时钟。该闭环构成PLL，关于存在使通 道时钟与再生信号的时钟同步的动作以及该动作的详细内容，对于本领域技术 人员来说是公知的，所以不再详细叙述。另外关于维特比译码器因为其动作的 详细内容与本发明没有直接关系，所以在此不详细叙述。图3是说明相位比较的原理的图。使用沿(再生信号在0电平交叉的位置), 即与标记和间隔的界限对应的点来进行相位比较。通道时钟与沿同步。另一方
面，AD转换的定时从以沿为基准的时钟定时挪动了 T/2 (T:通道时钟周期)。 以下，为了简单把在通道时钟时刻nT (n:整数)的T/2后采样的再生信号记 为x (n)。在图3中用虚线和白空圆来分别表示通道时钟与沿相位完全同步时 的沿和采样点。沿位于时刻nT。将隔着此时的沿的2个采样点的值分别设为 x(n-l)、 x(n)。另外，在沿附近再生信号假定为直线。此时，x(n) =-x (n-1)。另一方面，用实线和黑实圆分别表示相同的沿针对通道时钟相位延 迟AT的情况。设沿位于通道时钟时刻(n- 1 ) T和nT之间，将上述时刻的 采样点的值设为x (n-1 )、 x(n)。显然x(n) x(n-l)。当假定沿的线 性时，处于公式(1)的关系是显而易见的。 [公式1]
△rax (n) —x (n—l) ( 1 )
即，可以用通道时钟来对再生信号进行采样并判断沿，根据隔着沿的2 点的再生信号电平的差检测相位误差。
在如此根据信号的电平求相位误差时，当在再生信号中重叠有不需要的直 流成分时无法正确地求出相位误差。采用图4来说明其情况。用虚线和白空圆 来分别表示没有不需要的直流成分，并且再生信号与通道时钟的相位完全同步 时的沿与采样点。另一方面，用实线和黑实圆来分别表示在再生信号与通道时 钟的相位同步的状态下重叠了 Ax的直流成分的状态的沿与采样点。当在取得 了再生信号与通道时钟的同步的状态下重叠了直流成分时，如果根据公式(1 ) 的定义进行相位比较，则输出错误的相位误差值。因此，在向相位比较器进行 输入之前，使用高通滤波器去除再生信号的直流成分。可是，即使在该状态下 在再生信号中还残留有依存于图形(pattern)的直流成分变动等。依存于图形 的直流成分变动在使用在一定以上的区间进行了积分时"0"和"1"的出现概 率相等的调制码来调制在光盘中记录的位串的情况下，使用DFB (duty feedback)限制器来去除。DFB限制器对于本领域的技术人员来说属于公知 技术，所以不再详细叙述。
然后，对JFB (jitter feedback)直流补偿器进行说明。在直流成分为0，且PLL完全锁定的状态下，相位误差为0，即，沿的中点与0电平一致，相反 在PLL锁定的状态下在再生信号中产生了直流变动时，沿的中点偏离0电平。 因此，可以通过对沿的中点电平进行积分来得到直流电平。在该方式中，为了 检测直流成分而使用沿，所以以PLL锁定为前提。
PRML (partial response most - likely)译码法一边对连续的多个时刻的再 生信号和目标信号进行比较， 一边译码为最可能的位串。作为ML (most-likely) 译码法之一的维特比译码法因为可大幅削减电路规;漠所以被广泛应用 。 为了应对高速化、大容量化，作为光盘的再生方法还使用了 PRML法。目标 信号以没有不需要的直流成分为前提，所以在将再生信号与目标信号进行比较 时，当在再生信号中重叠有直流成分时，导致译码性能恶化。
在进行再生时，即使是存在缺陷或污垢等状态较差的盘，也采取措施极力 避免读取^"误。例如，当在盘面上存在几乎遮蔽了再生信号的污垢时，通过采 用专利文献l中记载的缺陷检测技术，可以将其影响限制在最小。在光盘中一 般采用同样的方法，这对于本领域的技术人员来说属于公知常识。其主要是一 种如图5所示监视再生信号的顶包络线(top envelope),并在其振幅在一定时 间以上为阈值以下时，输出缺陷检测信号的电路。并且，在输出缺陷检测信号 的期间，保持跟踪、聚焦等控制，并且还进行保持再生信号处理系统的PLL 等其他动作来防止由于这些缺陷所引起的不理想的动作，由此将其影响限制在最小。
除了盘上的缺陷等局部因素之外，还存在如双层盘的层间干扰那样，由盘 的构造引起的在盘上极广的范围使再生信号恶化的现象。图6表示由于层间干 扰而被扰乱的再生信号的例子。这是对可擦写的双层Blu-ray盘的Ll层，即 接近表面一侧的层进行了再生时的例子。可以得知由于层间干扰，原来应该是 几乎平坦的上下包络线共同受到很大的干扰。LI层再生时在该层上聚焦再生 光。再生光的一部分透过L1层由L0层进行反射，该一部分到达光头的光4企 测器。由于来自L0、 LI两层的光同时到达光4全测器，所以产生两种光的干涉。 并且， 一般L0层与LI层的间隔在盘的每个位置上稍有不同。当在这样的状 况下对盘进行再生时，光检测器上的、来自L0、 LI两层的光产生的干涉图形 随时间而变化。其结果是产生如图6所示的再生信号的扰乱。当存在如图6所示的信号的扰乱时，与缺陷的情况相同无法正确对在该部位记录的信号进行 译码，成为猝发错误。在图6所示的例中，成为数百字节长度的猝发错误。这
是根据Blu-ray Disc系统的错误修正码的能力在再生中没有完全引起故障的 长度。但是在对在盘的切线方向上层间隔变化较大的区域进行再生时，与光检 测器上的干涉状况相比更急剧地变化，所以出现图6所示的信号扰乱的频度变 高，在1个recording unit block (RUB )中多次出现。在这样的状况下，不能 忽略引起读取错误的概率。此外，作为产生同样的再生信号干扰的主要原因， 存在指紋、磁道偏移等。:特开2003 - 30850号公才艮:特开平11 - 296987号公报:特开2006 -糾65号公报

发明内容
由于双层盘的层间干扰等被扰乱的再生信号的特征是伴随局部直流成分 的变动。此时的特征是直流成分变动的区间在DB1X的情况下时间缩短为 数十微妙(jis)左右。当如上所述在再生信号中重叠有直流成分时，使PLL 以及维特比i,码器的性能恶化。作为从再生信号中去除不需要的直流成分的单 元，如上所述具有DFB限制器。但是，DFB限制器用于"0"和"1"出现概 率相等的情况，所以为了排除统计上的波动需要足够长的积分时间。即，通过 DFB限制器无法应对由层间千扰导致的直流成分变动。
JFB直流补偿器如专利文献3中记载的那样，在PLL锁定的状态下在再 生信号中产生了直流变动时，利用沿的中点从0电平偏离的情况对沿的中点电 平进行积分，由此得到直流电平。在该方式中，为了冲全测直流成分而采用沿， 所以PLL锁定成为前提。因此，单独通过本方式进行直流成分变动补偿是困 难的。此外，在重叠的直流成分的振幅非常大时具有如下问题隔着0电平的 2点从原来的沿位置偏离所以得到错误的结果。如上所述，本发明中特别作为 对象的双层盘的盘间干扰等引起的直流成分变动与DFB限制器的动作速度相 比为较快的现象，并且其振幅也是再生信号振幅的百分之几十，所以容易陷入 对伪沿进行检测的状况。
另一方面，维特比译码器也按照再生信号的电平，使维特比译码器的目标信号电平(目标电平)自适应地跟踪于再生信号的电平，由此可以应对再生信 号的直流成分变动。关于此技术记载在专利文献2中。在该技术中使进行维特 比译码时使用的目标电平跟踪于再生信号，所以必须不易受到通过缺陷检测机 构无法检测出的较短的缺陷等影响。因此，决定目标的跟踪速度的积分器的积 分时间需要设为对微小的缺陷等不过度反应的长度。由此，自适应维特比译码 器也不适合于应对层间干扰这样的局部直流成分变动。
本发明要解决的课题在于提供一种读取通道，其降低在再生信号中重叠的
层间干扰这样的局部直流成分变动，并且可以抑制PLL以及维特比译码器的 性能恶化。
本发明的再生通道具有检测局部直流成分的单元。另外，根据再生信号的 微分系数来识别再生信号的沿位置，对某个区间长中出现的沿数进行计数，并 使用其计算平均直流振幅。具有在根据再生信号的微分系数来识别沿位置时， 用长标记或者间隔信号来防止对伪沿进行检测的单元。另外，具有观测PLL 状态的单元，根据PLL状态来控制直流成分检测器的动作。另外，根据直流 成分振幅的大小来控制再生通道中各要素的动作。
根据本发明，可以提供一种针对由双层盘的层间干扰或盘表面上的指紋等 引起的再生信号的局部直流成分变动降低性能的恶化、再生可靠性更高的光盘 驱动器。


图l表示基于本发明的读取通道的结构例子。
图2表示再生通道的结构。
图3说明相位比较的原理。
图4说明在再生信号中重叠的直流成分对相位比较给予的影响。
图5说明缺陷检测器的动作。
图6表示受到层间干扰影响的再生信号。
图7表示瞬时直流振幅的斥企测原理。
图8表示直流成分^r测器的结构例。
图9表示降低码间干扰使沿判别率提高的读取通道的结构例。 图10表示用于降低码间干扰的均衡器的振幅频率特性。图11表示本发明的效果。
图12表示以反馈方式进行直流成分补偿的结构。
图13表示长标记以及间隔中央部的波形失真的例子。
图14表示避免长标记或间隔中的沿误判别的直流成分检测器的结构例。
图15表示附加了特定条件下的抑制功能时的结构例。
图16是采用了基于本发明的读取通道的光盘驱动器的结构图。
图17是读取通道数字部的结构图。
图18是采用了基于本发明的读取通道的光盘驱动器的结构图。 图19是通过采用外插器来消除了直流成分冲企测延迟的直流成分检测器的 结构例子。
符号说明
1:模拟均衡器；2: AD转换器；3: DFB限制器；4: 1T延迟器；5:减 法器；6:相位比较器；7:维特比译码器；8:直流成分才企测器；9:环路滤波 器；10: VCO; 11: DA转换器；12:高通滤波器；14:加法器；15:乘法器； 16:判定器；17:移动平均器；18:计数器；19:极大极小判定器；20: FIR 均衡器；21:自适应均衡器；22: DFB电路；23: PLL锁监视器；24:绝对 值比较器；25:"与，，电路；101:盘；102:拾波器；103:模拟前端IC; 104: DSP; 105:读取通道数字部；106: ECC译码器；107:接口电路；108:固件； 109:具有监^L器的读取通道数字部；210:外插器；
具体实施例方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式以光盘驱动器为对象。 可是为了简单，附图以及说明仅限于以本发明作为直接对象的部分，其它部分 省略。
在图1中表示本发明的一实施例。图l是将模拟再生信号译码到位串的光 盘驱动器的再生信号处理系统的概括图。另外，以BD为前提。
由拾波器输出的模拟再生信号通过高通滤波器12几乎除去含在拾波器输 出中的直流成分。之后，在通过模拟均衡器l进行了波形均衡后用AD转换器 2转换为数字信号。此时的采样与通道时钟同步地进行。然后，用DFB限制 器3来除去再生信号的不对称影响以及依存于数据图形而变动的直流成分。DFB限制器的输出向直流成分检测器8输入。直流成分检测器检测残留在再
生信号中的直流成分的振幅。其结构与动作在后面进行叙述。检测出的直流成
分采用减法器5从再生信号中减去。由此，如果直流成分检测器的动作足够迅 速，则从相位比较以及译码前的再生信号中除去直流变动成分。除去了直流成 分的再生信号被输入到相位比较器6，与通道时钟信号比较相位。相位比较器 的输出通过环路滤波器9输入到DA转换器11。用DA转换器由数字信号转换 为模拟电压信号。该信号为针对VCO10的频率指示信号。VCO通过该频率指 示信号所指定的频率进行振荡。另外，除去了直流成分的再生信号还向维特比 译码器7输入，并译码为位串。
然后，对直流成分4企测器进行说明。直流成分4企测在直流成分为0且PLL 锁定的状态下相位误差为0,即，沿的中点与0电平一致，相反，当在PLL锁 定的状态下再生信号中产生了局部的直流变动时，采用沿的中点从0电平偏离 的情况来进行。为了检测直流成分而使用沿，所以需要可以始终判别沿。通常， 根据再生信号的连续的2个点的值的符号互相不同的情况，判別为沿。可是， 在重叠的直流成分的振幅较大时，隔着原来的沿的2个点都成为相同的符号， 另外，出现不是原来沿的相邻的2个点的符号不同的状况。正是在这样的情况 下，对相位比较以及维特比译码造成的不良影响很大。
因此，在本实施例中，为了即使在这样的情况下判别原来沿的位置，采用 微分沿判别方式。该方式用于再生信号的时间微分系数在沿成为极大或极小的 情况。图7是说明本方式的图。如上所述，用x(n)表示再生信号。另外， 用公式(2)所示的y (n)来表示x (n)的离散时间微分。此外，在以下中只 要不特别地指出，所谓再生信号的微分信号仅指y (n)。<formula>formula see original document page 12</formula> (2)
如图7中的例子，当设为在x (i- 1 )和x (i)之间存在沿时，y (i)成 为极大或者极小。即使在再生信号中重叠了直流变动成分时，如果其时间变化 率与通道时钟相比足够慢，则显然可以为了进行时间微分判别原来沿的位置。 该沿中的直流成分的瞬时值d (n)如公式3所示，成为隔着沿的两点的平均 值。<formula>formula see original document page 13</formula>为了判别y (n)是否为极大或者极小，需要比较连续的3个时刻的y (n -1 )、 y (n)、 y (n+ 1)的值。
即使通过微分沿判断来判別沿，并得到了直流成分的瞬时值，但在从再生
信号原封不动地減去该值时仍然可能发生问题。即，在再生信号和通道时钟之
间产生了相位差时，直流成分的瞬时值取有限的值，所以从再生信号减去该值
并不正确。为了避免该问题，在本实施例中求出瞬时直流成分的移动平均，并 将其从再生信号中减去。
在图8中表示基于以上原理的直流成分检测器的结构。因为图8中的信号 时刻记为进行时刻i的^t分沿判定和瞬时直流成分^r测的瞬间，所以当考虑需 要的延迟时直流成分检测器的输入记载为x(i+l)。 DFB限制器的输出为输 入信号。这里，将其筒单称为再生信号。再生信号首先被分支为2个系统。第 1系统运算直流成分的振幅，用两个1T延迟器4求出x (i)以及x (i-1), 并使用加法器14和乘法器15求出他们的平均值，即直流成分振幅候补c(i)。 记为候补是因为只要不本来地判定为沿，就不作为振幅值使用。
另一个系统进行4效分沿判定。首先使用减法器5根据x (i+ 1)和在直流 振幅运算时使用的x(i)求出再生信号的微分信号y (i+l)。以其为基础，采 用1T延迟器4得到y (i)、 y (i-l)。 y (i+l)、 y (i)、 y (i-1)被输入给 极大极小判定器19,判定y (i)是否为极大或极小。y(i)极大极小的判定结 果p (i)在y (i)是极大或者极小时为真。y (i)极大极小的判定结果p (i) 与直流成分振动候补c (i) 一起输入给判定部16，在p (i)为真时判定部16 将该沿的瞬时直流成分d向移动平均器17输出。由移动平均器17进行的移动 平均运算在通常的移动平均中是不适合的。这是因为沿的出现频率为通道时钟 数的倒数，并且不等间隔地出现。因此，用计数器18对由L指定的平均的时 长内出现的沿数进行计数，使该区间内的各沿的瞬时直流4^幅的和除以沿出现 #tN,由此求出平均直流振幅。
当再生信号与通道时钟产生了相位差时，其对直流成分检测造成的影响为 ;波此相邻的沿其符号不同。因此，如上述那样取平均，由此即使在再生信号中产生了与通道时钟的相位差时，也可以抑制对直流成分检测的影响。
平均区间长L的长度越长越不易受到杂音等影响。可是如果L过长，则
在从DFB限制器输出中减去直流成分时产生如下的副作用产生与DFB限制 器输出的延迟差过大所导致的运算误差。当在BD中以层间干扰作为对象时， L的长度理想为100至IOOOT。
此外，在图1中，将减去了直流成分的结果直接向维特比译码器输入，但 显而易见，通过在维特比译码器之前插入自适应均衡器可以提高译码性能。
在BD中，在最短码的2T码与4T以上码相邻的位置，由于码间干护G的 影响，微分沿判定的错误率变高。为了将其降低，在微分沿判定之前进行减轻 码间干扰这样的均;街即可。在图9中表示实现了上述时的结构。在DFB限制 器前面插入FIR (finite impulse response)均衡器20来进行均衡，使码间干扰 变少。在图10中表示此时的FIR均衡器的均衡特性。另外，在该例中，通过 在维特比译码器7的前面插入自适应均衡器21来提高译码性能。
在图11中表示图9所示结构的效果。使用的盘是1面记录容量为25千兆 字节的BD双层盘。图11表示通过信号处理模拟器对该盘上出现了层间干扰 的影响的位置的再生信号波形进行了处理的结果。上侧(a)的波形是现有通 道的结果，在从时刻A附近到D附近之间再生信号被干扰。即，在时刻A至 B存在振幅急剧减小，并且重叠了较大的正的直流成分，上侧包络线超越了处 理范围的期间。从时刻B到时刻C,本次重叠了负的直流成分，该振幅为再生 信号振幅的约20%。从时刻C附近到时刻D附近虽然较小，但再次重叠了正 的直流成分。图11下侧(b)的波形是用图9所示的系统进行了处理的情况。 此外，为全部波形一起向自适应均衡器输入之前的情况。另外，该信号处理模 拟器具有解读错误订正码，显示错位部位的功能。因为用连续线显示错位部位， 所以在猝发错误部位，如(b)的时刻A至B那样涂布进行显示。在(a)没 有显示错误是因为层间干扰的影响显著，并引起了读取错误，所以无法取得在 错误订正处理时应该得到的错误部位的信息。
当比较(a)以及(b)的时刻B至C的区间时，明显在(b)中几乎消除 了 (a)中所见的负的直流成分，错误也没有发生。关于时刻C至D的区间也 相同。关于区间A-B,由于振幅减小和重叠了超过处理范围的直流成分，所以没有取得改善效果。
另外，即使是用反馈方式从再生信号中減去检测出的直流成分的结构，也
可以得到同样的效果。在图12所示的例子中，为了从AD转换器2的输出减 去直流成分检测器8以及DFB电路22的输出，构成与DFB限制器的环路并 联的反馈环路。这里，所谓DFB电路是指构成DFB限制器的要素中的加法器 (减法器)以外的全部电路部分。
如图13所示，再生信号中的长间隔或者标记各自的中央部分有时凹陷或 凸出。有时根据盘上的标记形状、均衡条件而出现。当存在这样的形状时，再 生信号的微分信号在标记或间隔的中央附近表示极大或者极小，所以有时误判 定为沿。其中，这些凹陷等其形状平緩所以微分系数的绝对值小。因此，通过 忽略绝对值小的极大以及极小可以避免沿的误判定。在图14中表示实现了这 些的直流成分4企测器的结构。
该结构为在图8所示的直流成分4企测器中附加了上述功能的结构。即，预 先规定从沿判定中除去的极大以及极小值，并将其绝对值h预先设定在绝对值 比较器24中。在绝对值比较器24的另一输入端输入成为沿判定对象的点的再 生信号的微分y( i )。绝对值比较器24的输出是逻辑信号，比较两者的绝对值， 在y(i)大于h时输出"真"。将该输出输入给"与"电路25的一端子。对"与" 电路25的另一个端子输入极大极小判定器19的输出。"与"电路25的输出是 沿的判定结果。其它动作与图8的例子相同。
直流成分^r测需要PLL处于锁定状态。因此，需要根据PLL的锁定状态 自动进行直流成分检测器的动作。另外，如图11的例子那样，存在重叠的直 流变动成分的振幅显著大，没有完全补偿直流成分的情况。此时，通过暂时抑 制再生通道各要素的动作，可以减少性能恶化。
在图15中表示附加了以下功能时的结构根据PLL的锁定状态自动控制 直流成分检测器的动作，另外在检测到大于规定值的直流成分时抑制再生通道 的一部分要素的动作。图15以图9所示的结构为基础，但本实施例的内容对 于图1以及图12的结构也同样可以适用。
PLL的锁定状态利用PLL锁监视器23进行监视。观测PLL锁状态的电路 对于本领域的技术人员来说是公知的，所以在此关于其结构以及动作不进行详细叙述。PLL锁监视器判定PLL是否已锁，用其输出来控制直流成分检测器8 的动作。即，如果PLL处于锁状态则使直流成分检测动作有效，进行才艮据再 生信号的直流成分补偿，在没有锁的情况下抑制直流成分^r测动作，将直流成 分检测器8的输出设为0。
直流成分检测器8在检测出大于预先指定的规定值的直流成分时，在该值 超过规定值期间，输出抑制信号。将抑制信号输入给相位比较器6、自适应均 衡器21、维特比译码器7各要素。相位比较器6在接收到抑制信号的期间， 将其输出全部设为0。由此，该期间固定VCO10的振荡频率。由此，由于极 端的直流成分无法充分地补偿，所以避免进行错误的相位比较。
自适应均Hf器21在接收到抑制信号的期间，抑制自适应动作并继续维持 接收抑制信号之前的抽头系数。由此，可以防止异常的系数学习。另外，在该 例中，维特比译码器7采用自适应维特比方式，所以与自适应均衡器的情况相 同，为了防止异常的目标学习在接收到抑制信号的期间抑制自适应动作。
在图16中表示根据本发明实现的光盘驱动器的结构概要。在图16中仅表 示与本发明相关的必要部分，其它部分在附图中省略。同样，关于各部分的详 细内容，如果是对于本领域的技术人员来说容易理解的部分则省略说明。
首先，说明动作的概要。光盘101中记录的信息通过拾波器102光学读出 并转换为电信号(再生信号)。再生信号由AFE ( analog front end) - IC103放 大为一定的振幅，另外在通过内置的模拟均衡器进行均衡之后向DSP (digital signal processor) 104中的读耳又通道数字部105输入。如在上述实施例中说明 的那样，再生信号在读取通道数字部中译码为位串。此外，在本实施例中使用 集成了光盘驱动器的大部分模拟电路的AFE-IC和集成了大部分数字电路的 DSP这样的两种LSI。在光盘驱动器中普遍采用这样组合了 LSI的结构，此时， 模拟均衡器通常集成在AFE-IC内。这里，如图17所示，读取通道数字部为 图l所示的读取通道中的、AD转换器之后的主要由数字电路构成的部分。
译码后的位串通过ECC ( error correction code )译码器106进行码订正处 理，取出用户数据。取出的用户数据经由接口电路107向驱动器外部输出。通 过使用可以应对再生信号的局部直流成分变动的读取通道，来提高双层盘和附 着了指紋的盘的再生性能。图18是采用了图15所示形式的读取通道的光盘驱动器的结构概要图。说
明动作的概要。光盘101中记录的信息通过拾波器102光学读出并转换为电信 号(再生信号)。再生信号通过AFE-IC103放大为一定的振幅，另外，在由 内置的模拟均衡器进行均衡之后向DSP104中的带有监视器的读取通道数字部 109输入。如在上述实施例中说明的那样，再生信号在带有监视器的读取通道 数字部中被译码为位串。这里，如图15所示，带有监视器的读取通道数字部 为图1所示的读取通道中的、位于AD转换器之后的主要由数字电路构成的部 分。
译码后的位串通过ECC译码器106进行码订正处理，取出用户数据。取 出的用户数据经由接口电路107向驱动器外部输出。
如在图15的说明中所述的那样，在本例中使用的读取通道的特征为提 供判定PLL锁状态的信号和在检测到一定以上的振幅的直流成分的期间由直 流成分检测器输出的抑制信号这2种信号。如上所述，这些信号通常用于在读 取通道内控制M素的动作。在本例中，这些信号可以根据固件108进行参照。 由此，固件108可以得知在再生中所发生的问题。在本例中，在对某个区段进 行再生时产生了读取错误时，通过监视PLL锁状态信号来调查在对该区段进 行再生时PLL是否已处于开锁状态。在相应的情况下，固件108在DSP中设 定PLL参数，暂时增减PLL的时间常数，来尝试避免开锁状态。
如图8所示，在直流成分检测器中使用微分沿判定求出的瞬时的直流成分 的值由于再生信号中包含的杂音的影响而含有误差。另外，还有可能由于码间 干扰的影响导致的沿误判定，为错误的值。为了减轻这些影响，在直流成分检 测器中，对通过微分沿判定而求出的瞬时的直流成分进行移动平均和积分来求 出平均直流成分。这样求出的平均直流成分当然针对再生信号产生延迟。为了 提高平均化的效果需要延长平均化的对象期间。但是，很显然，即使从再生信 号中减去当该延迟量较大时求出的直流成分，也无法期待足够的效果。
图19表示了可以避免上述问题的直流成分检测器的结构概要。到求出平 均的直流成分值为止的结构与图8相同。与图8结构的不同点在于，在图19 中将移动平均器输出还向外插器201输入，直流成分4企测器的最终输出成为外 插器的输出。外插器以过去的值为基础，通过外插运算来推定在输入的最新时刻之前时刻的值。外插器广泛应用于信号处理电路，所以其结构等在此不详细 叙述。在当前情况下，延迟的主要原因是平均化处理，所以通过求出平均化时 间L之前的时刻的值，可以几乎消除先前叙述的平均直流成分对于再生信号 的延迟。
本发明主要涉及在光盘驱动器中使用的读取通道。尤其，对于再生具有2
层以上的记录层的BD以及HD DVD介质的驱动器是有效的。除了光盘驱动 器以外，还可以应用于具有相同课题的、具有再生信号的通道的垂直磁记录驱 动器等。
权利要求
1.一种再生信号处理电路，其特征在于，具有AD转换器，其将模拟再生信号转换为数字再生信号；DFB限制器，其处理所述数字再生信号；直流成分检测器，其检测残留在所述DFB限制器的输出中的直流成分；减法器，其从所述DFB限制器的输出减去所述直流成分检测器的输出；相位比较器，其比较所述减法器的输出与信道时钟信号的相位；环路滤波器，其输入所述相位比较器的输出；DA转换器，其将所述环路滤波器的输出转换为模拟电压信号；VCO，其通过由所述DA转换器提供的模拟电压信号所指示的频率进行振荡，产生所述信道时钟信号；和维特比译码器，其输入所述减法器的输出。
2. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于， 所述直流成分#企测器具有利用再生信号的时间差分求出所述再生信号的微分信号的单元； 判定所述樣i分信号的极大或极小时刻的单元；求出根据所述微分信号的极大或者极小时刻判定出的所述数字再生信号 沿的所述数字再生信号的瞬时值的单元；和将所述数字再生信号沿的所述数字再生信号的瞬时值的平均值作为平均 直流成分值求出的单元，输出所述平均直流成分值。
3. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于， 所述直流成分^r测器具有利用再生信号的时间差分求出所述再生信号的微分信号的单元； 判定所述微分信号的极大或者极小时刻的单元；求出根据所述微分信号的极大或者极小时刻判定出的所述数字再生信号 沿的所述数字再生信号的瞬时值的单元；对指定时间内的所述微分信号的极大或者极小的出现次数进行计数的单3.根据所述指定时间内的所述数字再生信号沿的所述数字再生信号的瞬时 值之和与所述极大或者极小的出现次数求出平均直流成分值的单元， 输出所述平均直流成分值。
4. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于， 具有绝对值比较器，忽略绝对值小于在所述绝对值比较器中预先设定的绝对值的所述微分信号的极大或者极小。
5. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于， 使所述直流成分检测器的输出向AD转换器的输出负反馈。
6. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于， 在所述AD转换器和所述DFB限制器之间插入了 FIR均衡器。
7. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于，具有PLL锁监视器；根据所述PLL锁监视器的输出控制所述直流成分检测器 的动作的单元；和根据由所述直流成分检测器检测到的直流成分的值来控制该再生信号处理电路中的各要素的动作的单元。
8. 根据权利要求1所述的再生信号处理电路，其特征在于，将求出所述平均直流成分值的单元的输出向外插器输入，并使用所述减法 器由所述再生信号减去该外插器输出。
9. 一种再生信号处理方法，其特征在于，具有如下步骤 将模拟再生信号转换为数字再生信号的步骤； 通过DFB限制器来处理所述数字再生信号的步骤； ^r测残留在所述DFB限制器的输出中的直流成分的步骤； 由所述DFB限制器的输出减去所述直流成分的步骤； 比较所述減法运算后的信号与信道时钟信号的相位的步骤； 以所述相位比较结果为基础生成所述信道时钟信号的步骤；和 对所述减法运算后的信号进行译码的步骤；在检测所述直流成分的步骤中，求出根据所述数字再生信号的微分信号为 极大或者极小的时刻判定的所述数字再生信号沿的所述数字再生信号的瞬时 值的平均值，并将其作为所述直流成分。
10. 根据权利要求9所述的再生信号处理方法，其特征在于， 忽视绝对值小于预先设定的绝对值的所述^:分信号的极大或者极小。
11. 根据权利要求9所述的再生信号处理方法，其特征在于， 监视PLL的锁状态，如果没有锁则将所述直流成分设为0。
12. 根据权利要求9所述的再生信号处理方法，其特征在于， 在所述检测出的直流成分比预先规定的值大时，将所述减法运算后的信号与信道时钟信号的相位差设为0，不进行所述译码步骤中的学习。
13. —种光盘驱动器，其特征在于，包括光学读出在光盘中记录的信息并转换为再生信号的拾波器；和处理所 述再生信号的再生信号处理电路，所述再生信号处理电路具有由AD转换器、DFB限制器、相位比较器、 环路滤波器、DA转换器和VCO构成的数字PLL;检测残留在所述DFB限制 器的输出中的直流成分的直流成分^r测器；由所述DFB限制器的输出减去所 述直流成分检测器的输出的减法单元；和输入所述减法单元的输出的维特比i奪 码器，所述直流成分^r测器具有利用所述再生信号的时间差分求出所迷再生信 号的微分信号的单元；判定所述微分信号的极大或者极小时刻的单元；求出根 据所述微分信号的极大或者极小时刻判定的所述再生信号的沿的所述再生信 号的瞬时值的单元；和求出所述再生信号的沿的所述再生信号的瞬时值的平均 直流成分值的单元。
14. 根据权利要求13所述的光盘驱动器，其特征在于， 所述直流成分^r测器对指定时间内的所述微分信号的极大或者极小的出现次数进行计数，并根据所述指定时间内的所述再生信号的沿的所述再生信号 的瞬时值与所述微分信号的极大或者极小的出现次数求出所述平均直流成分 值。
15. 根据权利要求13所述的光盘驱动器，其特征在于， 具有绝对值比较器，并忽视绝对值小于在所述绝对值比较器中预先设定的绝对值的所述微分信号的极大或者极小。
16. 根据权利要求13所述的光盘驱动器，其特征在于，具有设置在所述再生信号处理电路中的PLL锁监视器；根据所述PLL锁监视 器输出来控制所述直流成分^r测器的动作的单元；和#>据由所述直流成分#^测 器检测出的直流成分的值来控制所述再生信号处理电路中的各要素的动作的 单元。
全文摘要
提供一种通过采用与现有技术相比可高速动作的直流成分去除单元，可以抑制PLL以及维特比译码器的性能恶化的读取通道以及驱动器。使用再生信号的微分来确定沿的位置，根据该沿的中点的电平来检测直流成分。另外，在根据再生信号的微分系数来同定沿的位置时，限制微分系数的极大极小值的绝对值，由此防止由于长标记或者间隔信号检测伪沿。另外，根据PLL的状态以及直流成分的大小来控制内部的动作。
文档编号G11B20/10GK101308685SQ20071013914
公开日2008年11月19日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年5月14日
发明者菊川敦, 黑川贵弘 申请人:株式会社日立制作所;日立乐金资料储存股份有限公司